多尺度自然灾害情景风险评估与区划

多尺度自然灾害情景风险评估与区划

人类已经从无数次灾害中吸取教训,从中认识到灾害风险管理,预防与控制是应对灾害成本最低、最简便的方法；认识到加强灾害风险研究,提高风险管理与预警能力,对于减少生命财产损失,提高各级政府减灾决策能力,减轻灾害事件带来的不利因素,有着非常重要的意义。多级行政区划对于灾害风险的意义在于,能够更有效地整合区域防灾减灾资源,构建灾害风险管控技术体系,促进降险文化体系的形成,把政府、企业、社区以及个人有机地整合在一起,共同协调应对灾害风险。本论文在国家自然科学基金重点项目“中国沿海城市自然灾害风险评估体系研究”(编号：40730526)、国家自然科学基金项目“沿海城市自然灾害风险应急预案情景分析”(编号：40571006)和华东师范大学优秀博士研究生培养基金项目(编号2010035)的资助下,系统开展不同空间尺度灾害风险评价的理论、方法和实证研究。在大量文献资料搜集和整理的基础上,多次深入实证研究区(温州市)组织和参与典型台风灾害情景和灾情损失调研；针对台风暴雨-洪涝灾害系统,开展大尺度-温州市、中尺度-平阳县和小尺度-水头镇三级尺度灾害风险评价研究。

构建多尺度自然灾害风险表达范式和方法体系,编绘温州市多级行政区台风暴雨-洪涝灾害风险区划图谱,提出不同区域应对灾害风险的关键措施,拟为温州地区降险减灾规划与可持续发展提供科学依据。论文的主要研究结果如下：(1)系统探讨了灾害风险表征因素的构成和内在关系。灾害风险表征因素包括空间范围、未来时间跨度、灾害损失强度和灾害发生概率。空间范围包括大尺度、中尺度和小尺度,是风险的空间情景；未来时间跨度和灾害发生概率是风险的时间情景；灾害损失强度是风险的灾害情景。

只有在特定情景组合条件下,灾害风险才有表征的价值,没有情景界定的灾害风险是缺乏针对性的宏观、全灾风险,也缺乏区域风险管理的实际意义。自然灾害风险情景分析的总体思路为：致灾因子危险性分析、承灾体脆弱性分析、灾害损失分析和灾害风险分级与区

划。(2)系统梳理了灾害风险研究中的空间尺度问题。灾害风险兼具自然属性和社会属性,风险因子存在着显著的空间尺度效应。

不同空间尺度区域灾害风险效应表现在数据精度、风险表征、风险分级和风险地图等方面。灾害风险尺度耦合包括空间降尺度和空间升尺度两个方面。灾害风险的空间尺度包括大尺度、中尺度和小尺度三种类型,其中,大尺度又可以分为全球级、大洲级、国家级、省市级、地市级；中尺度则主要指区县级；小尺度包括乡镇级、街道级、社区级等。本研究针对次国家区域开展相对的大、中、小尺度台风暴雨-洪涝灾害风险评价研究。

(3)完成了次国家区域大空间尺度灾害风险评估实证研究。地市级大尺度实证区为浙江省温州市,台风暴雨-洪涝灾害风险因子包括危险性、脆弱性和灾害损失；灾害综合风险等级取决于潜在极大损失和灾强发生概率判别矩阵的组合状况。100年一遇台风暴雨平均过程降雨量为500mm,洪涝淹没水深为0.5m；主要承灾体灾害损失程度为50%,平均极大损失值达200万元/km2。大尺度灾害风险评价把握“量级不错、分布合理、等值划分”原则,评价结果用于辨明区域灾害风险特征,指导防灾减灾规划的编制与实施。

(4)完成了次国家区域中空间尺度灾害风险评估实证研究。区县级中尺度实证区为温州市平阳县,台风暴雨-洪涝灾害风险因子包括危险性、脆弱性和灾害损失；灾害综合风险等级取决于潜在极大损失和灾强发生概率函数。100年-遇台风暴雨情景平均过程降雨量为520mm,平均洪涝淹没水深为4.0mm,农业用地和商业用地灾损率均在90%-100%之间,林业用地灾损率为70%-80%；平均极大损失集中在100万元/km2-300万元/km2之间。中尺度灾害风险评价把握“区域差异,概率因素,不等值划分”原则,评价结果供区域防洪工程建设和设施布局参考。

(5)完成了次国家区域小空间尺度灾害风险评估实证研究。乡镇级小尺度实证区为平阳

县水头镇,台风暴雨-洪涝灾害风险因子包括危险性、脆弱性和灾害损失；灾害综合风险等级取决于主成份因子的强度特征。超50年一遇台风暴雨-洪涝情景平均淹没水深为2.0-2.5m,房屋财产平均灾损率20%,商业资产平均灾损率30%；潜在极大损失集中在4千-1万元/户之间。小尺度灾害风险评价把握“区域特征、案例积累、长期记录”原则,评价结果为区域暂时性灾害移民方案的设计和实施提供参考。

(6)建立了次国家区域多尺度区域灾害风险应对方案体系。大尺度区域灾害风险应对措施是建立灾害风险预警机制,中尺度区域风险应对措施是加强防洪工程建设,小尺度区域风险应对措施是开展暂时性灾害移民活动。完善多级行政单元灾害风险图谱与应急预案体系是加强灾害预防能力、提高风险防范意识最有效、最直接的手段。论文的主要特色和创新点如下：(1)理论分析方面,参考国内外相关研究成果,结合本人理解,系统梳理和界定了灾害、风险、情景、尺度等相关概念,提出灾害风险的情景组合条件,重点探讨不同空间尺度条件下灾害情景类型、情景风险表达和风险尺度效应。

(2)实证研究方面,基于大量野外第一手调研信息和室内计算机分析处理工作,完成次国家区域三级空间尺度区域台风暴雨-洪涝灾害情景风险分析与评价研究。针对我国东南沿海丘陵山地型城市——浙江省温州市、平阳县和水头镇三级空间尺度,估算不同重现期条件下洪涝灾害潜在极大损失值,确定高风险区域分布状况。(3)结果应用方面,基于多空间尺度灾害风险评价结果,提出不同区域应对灾害风险的针对性方案。大尺度区域为《温州市台风暴雨灾害风险预警信号和应对指南》,中尺度区域为《平阳县台风暴雨-洪涝灾害固堤降险设计方案》,小尺度区域为《水头镇50年一遇台风暴雨-洪涝灾害临时性移民方案》。